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발전차액제도가 고려된 태양광 폐모듈 발생량 예측
Prediction of End of Life Photovoltaic Modules with Feed in Tariff 원문보기

Current photovoltaic research = 한국태양광발전학회논문지, v.8 no.1, 2020년, pp.39 - 43  

박종성 (태양에너지연구실, 녹색에너지연구원) ,  임철현 (태양에너지연구실, 녹색에너지연구원) ,  김우람 (태양에너지연구실, 녹색에너지연구원) ,  박병욱 (에너지산업팀, 충북테크노파크) ,  이진석 (분리변환소재연구실, 에너지기술연구원) ,  이석호 (태양에너지연구실, 녹색에너지연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we predict the generation of end-of-life photovoltaic modules when Feed in Tariff applied, in Republic of Korea. Based on the installation of photovoltaic modules, we prepared three different senarios in order to estimate the generation of end-of-life photovoltaic modules. The senario...

주제어

#End-of-life   #Photovoltaic   #Module   #Recycling  

표/그림 (5)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 태양광 폐모듈의 발생량을 예상하기 위하여 태양광 설치용량을 바탕으로 폐모듈 발생 시나리오를 수립하여 전국, 지역별 태양광 폐모듈 발생을 예상하고, FIT 지원으로 설치된 태양광 설치량을 고려하여 FIT가 적용된 태양광 폐모듈의 발생량을 예상하였다. FIT 미적용시 2010년부터 2018년까지는 수십 톤 수준에서 태양광 폐모듈이 발생하는 것으로 예상되었고 2044년에는 100,000 톤의 폐모듈이 발생할 것으로 예상되었다.

가설 설정

  • FIT 미적용시 2010년부터 2018년까지는 수십 톤 수준에서 태양광 폐모듈이 발생하는 것으로 예상되었고 2044년에는 100,000 톤의 폐모듈이 발생할 것으로 예상되었다. FIT 적용시 FIT지원으로 설치된 태양광의 경우 15년까지 정부지원이 가능한 것으로 설정하여, 지원 종료시 사업성의 저하로 설치량의 50%가 폐기되는 것으로 가정하여 발생량을 재산정하였다. FIT 적용 태양광 폐모듈의 발생량은 기존 대비 2021년부터 2025년까지 증가하는 것으로 확인되었으며, 그후로부터는 FIT적용 태양광 모듈이 해당 기간(2021~2025년 까지) 폐 모듈로 발생되어 기존 발생량보다 적은 발생량을 보여주었다.
  • 기존 태양광 보급현황에는 FIT가 적용되어 있는 총 설치량이 므로 FIT 설치량을 제외하기 위하여 해당 년도의 태양광 설치량 에 FIT 설치용량을 제외한 후 시나리오 2를 적용하여 발생량을 재산정하였다. FIT지원으로 설치된 태양광의 경우 15년까지 정부지원이 가능한 것으로 설정하였으며, 지원이 종료되는 15년 후 사업성이 저하되어 설치량의 50%가 폐기되는 것으로 가정하였다.
  • 본 연구에서 태양광 폐모듈의 발생량을 예상하기 위하여 한국에너지공단에서 제공하는 연도별, 지역별 태양광 보급현황 통계수치(2016년 자료)를 바탕으로 총 3가지 수명예측 시나리오를 고려하여 폐모듈 발생량을 산출하였으며, 재사용은 고려하지 않고 전량 폐기되는 것으로 가정하였다. 모듈의 수명은 15년에서 30년으로 가정하였으며, 1 kW의 설비당 0.1 톤의 폐모듈이 발생하는 것으로 산출하였으며, 발생량 예측은 위에서 언급된 한국에너지공단 신재생에너지 보급통계(FIT 포함) 바탕으로 산출하였다. 수명 예측 계산 시나리오는 총 3가지로 긍정적, 중간, 부정적 시나리오로서, 긍정적은 폐모듈 발생량이 높음을, 부정적 시나리오는 폐모듈 발생량이 낮음을 상정하여 작성 하였다.
  • 본 연구에서 태양광 폐모듈의 발생량을 예상하기 위하여 한국에너지공단에서 제공하는 연도별, 지역별 태양광 보급현황 통계수치(2016년 자료)를 바탕으로 총 3가지 수명예측 시나리오를 고려하여 폐모듈 발생량을 산출하였으며, 재사용은 고려하지 않고 전량 폐기되는 것으로 가정하였다. 모듈의 수명은 15년에서 30년으로 가정하였으며, 1 kW의 설비당 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
실리콘 태양광 모듈의 일반적인 수명은 얼마인가? 실리콘으로 대표되는 태양광 모듈은 일정 수명을 가지고 있으며 해당 수명이 종료되면 폐기처리하게 된다. 일반적인 실리콘 태양광 모듈의 보증수명은 20년~25년이나, 여러가지 작동환경의 영향 또는 사업성에 관한 이유로 20년 이하 또는 25년 이상 사용되기도 한다. 우리나라의 태양광 모듈 설치 역사는 1990년대로 거슬러 올라가며, 2018년에는 총 2 GW가 설치되었다1).
수명이 다한 태양광 모듈은 어떻게 처리되고 있는가? 태양광 모듈의 설치가 증가함에 따라 수명을 다한 태양광 폐모듈의 처리 또한 중요한 이슈가 되고 있다. 현재 수명이 다한 태양광 모듈은 알루미늄(Al) 프레임을 제거하고 매립하고 있는 실정이다. 이에 따라, 태양광 폐모듈을 처리하기 위한 여러 방안이 연구되어 왔으며, 이 연구들은 태양광 폐모듈의 폴리머 층 제거2), 태양광 폐모듈로부터 실리콘 웨이퍼 회수2-5) 및 유가금속 회수 등이 있었다6,7).
태양광 폐모듈 발생 예상량은 어떠한가? 1은 시나리오 2를 적용하여 태양광 폐모듈 발생 예상량을 보여준다. 위 그래프에서 보여지는바와 같이 2010년부터 2018년까지는 수십 톤 수준에서 태양광 폐모듈이 발생하는 것으로 예상되었고 2019년에 처음으로 100톤 이상 발생하며 2022년에 처음으로 1,000 톤을 넘길 것으로 예상되며, 2044년에는 100,000 톤의 폐모듈이 발생할 것으로 예상된다. 태양광 폐모듈의 재사용을 가정하지 않고 전량 폐기를 가정하였으므로, 예상 발생량은 태양광 설치용량과 같은 양상을 보였다.
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참고문헌 (8)

  1. Kang, J, "Photovoltaic Industry Trends for Q4 2018," The export-import bank of Korea, Vol 2019-2, 2019. 

  2. Park, J., Kim, W., Cho, N., Lee, H. and Park, N.,"An ecofriendly method for reclaimed silicon wafers from a photovoltaic module: from separation to cell fabrication," Green Chemistry, Vol. 18, No. 6, pp.1706-1714, 2016. 

    상세보기 crossref

  3. Shin, J., Park, J., Park, N., "A method to recycle silicon wafer from end-of-life photovoltaic module and solar panels by using recycled silicon wafers," Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol. 162, pp.1-6, 2017. 

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  4. Lee, J.K., Lee, J.S., Ahn, Y.S., Kang, G.H., Song, H.E., Lee, J.I., Kang, M.G., Cho, C.H., "Photovoltaic performance of c-Si wafer reclaimed from end-of-life solar cell using various mixing ratios of HF and HNO3," Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol. 160, pp.301-306, 2017. 

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  5. Park, J., Park, N., "Wet etching processes for recycling crystalline silicon solar cells from end-of-life photovoltaic modules," RSC advances, Vol. 4, No. 66, pp.34823-34829, 2014. 

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  6. Jung, B., Park, J., Seo, D., Park, N., "Sustainable system for raw-metal recovery from crystalline silicon solar panels: from noble-metal extraction to lead removal," ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Vol. 4, No. 8, pp.4079-4083, 2016. 

    상세보기 crossref

  7. Yang, E.H., Lee, J.K., Lee, J.S., Ahn, Y.S., Kang, G.H., Cho, C.H., "Environmentally friendly recovery of Ag from end-of-life c-Si solar cell using organic acid and its electrochemical purification," Hydrometallurgy, Vol. 167, pp.129-133, 2017. 

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  8. Kang, N, "New & Renewable Energy Statistics 2016 (2017 Edition)," KOREA ENERGY AGENCY, 2017. 

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